Устройство для зачистки дна скважины



Устройство для зачистки дна скважины
Устройство для зачистки дна скважины
Устройство для зачистки дна скважины
Устройство для зачистки дна скважины
Устройство для зачистки дна скважины
Устройство для зачистки дна скважины

 


Владельцы патента RU 2536899:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к области свайного фундаментостроения и может применяться для зачистки дна скважины, преимущественно при устройстве буронабивных свай с уширенной пятой. Устройство для зачистки дна скважины содержит приводной элемент со штангой, на нижнем конце которой закреплен грунтосборник. Штанга шарнирно закреплена в приводном элементе и установлена с возможностью перемещения грунтосборника в радиальном направлении и вращения относительно оси приводного элемента, в котором дополнительно размещен и установлен механизм перемещения штанги, выполненный на основе зубчатого зацепления. Приводной элемент выполнен полым, в его полости установлен приводной осевой элемент с зубчатой нарезкой, взаимодействующей с шестеренкой, закрепленной на конце штанги и являющейся элементом шарнирного соединения штанги с приводным элементом. Грунтосборник выполнен в виде шарнирно закрепленного на нижнем конце штанги ковша с боковым расположением заборной части, со скошенной боковой стенкой, обращенной к уширяемой стенке скважины, и с плоским дном. Ось шарнирного соединения ковша со штангой расположена перпендикулярно к оси, проходящей через центр тяжести ковша, и к боковой заборной части ковша, которая снабжена по периметру режущей кромкой. Между дном и верхней стенкой ковша установлены направляющие перегородки. Технический результат заключается в повышении эффективности работы устройства, обеспечении очистки уширенного плоского дна скважины. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области свайного фундаментостроения и может применяться для зачистки дна скважины, преимущественно при устройстве буронабивных свай с уширенной пятой.

Известна система Е.Л. Хлебникова для устройства буронабивных свай с уширенным основанием. Механизм Хлебникова состоит из уширителя и цилиндрической фрезы с режущим дном (ковшовый бур). Функцию грунтосборника в данной системе выполняет ковш, расположенный под уширителем (Костерин Э.В. Основание и фундаменты: Учеб. Для вузов по спец. «Строительство автомобильных дорог и аэродромов» и «Мосты и транспортные тоннели». 1990 г., стр.191-193).

Недостатком аналога является низкая его эффективность, обусловленная конфигурацией пробуренного тела вращения, усложняющей расчет несущей способности сваи и увеличивающей расход бетонной смеси, так как не обеспечивается расширение дна скважины и невозможна зачистка плоского дна.

Известен снабженный грунтосборником расширитель скважины, принятый в качестве прототипа, содержащий приводную траверсу с шарнирно закрепленными на ней лопастями и взаимодействующий с ними механизм перемещения лопастей, лопасти содержат радиально установленные ребра, снабженные фигурной направляющей кромкой, режущие элементы на их нижних торцах и элементы наружного кожуха, а механизм перемещения лопастей содержит каретку с установленными на ней роликами, взаимодействующими с фигурной направляющей кромкой ребер, при этом каретка установлена на двутавровой стойке с возможностью вращения на подшипниковом узле, а в основании стойки установлен грунтосборник, выполненный с возможностью боковой разгрузки, при этом стойка подшипникового узла закреплена в основании грунтосборника (Патент РФ №2377366 C1, дата приоритета 16.04.2008, дата публикации 27.12.2009, авторы Буланкин Н.Ф., Король В.А., прототип).

Недостатком прототипа, в котором грунтосборник и расширитель скважины совмещены в дном устройстве, является низкая его эффективность, обусловленная сложной конфигурацией уширенного дна скважины, при этом не обеспечивается расширение дна скважины, а функция грунтосборника ограничена отсутствием радиального перемещения, в связи с чем невозможна зачистка плоского уширенного дна.

Задачей изобретения является создание эффективного устройства для зачистки плоского уширенного дна скважины.

Для решения поставленной задачи в устройстве для зачистки дна скважины, содержащем приводной элемент со штангой, на нижнем конце которой закреплен грунтосборник, согласно изобретению, штанга шарнирно закреплена в приводном элементе и установлена с возможностью перемещения грунтосборника в радиальном направлении и вращения относительно оси приводного элемента, в котором дополнительно размещен и установлен механизм перемещения штанги, выполненный на основе зубчатого зацепления, при этом приводной элемент выполнен полым, в его полости установлен приводной осевой элемент с зубчатой нарезкой, взаимодействующей с шестеренкой, закрепленной на конце штанги и являющейся элементом шарнирного соединения штанги с приводным элементом, грунтосборник выполнен в виде шарнирно закрепленного на нижнем конце штанги ковша с боковым расположением заборной части, со скошенной боковой стенкой, обращенной к уширяемой стенке скважины, и с плоским дном, ось шарнирного соединения ковша со штангой расположена перпендикулярно к оси, проходящей через центр тяжести ковша, и к боковой заборной части ковша, которая снабжена по периметру режущей кромкой, а между дном и верхней стенкой ковша установлены направляющие перегородки.

Согласно изобретению, ковш выполнен утяжеленным.

На фиг.1 схематично представлена конструкция заявляемого устройства для зачистки дна скважины, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6. схематично представлено устройство для зачистки дна скважины в рабочем положении.

Заявляемое устройство для зачистки дна скважины содержит полый приводной элемент 1, шарнирно закрепленную в нем штангу 2 с грунтосборником 3 на нижнем конце и механизм перемещения штанги, выполненный на основе зубчатого зацепления. Штанга 2 установлена с возможностью перемещения грунтосборника в радиальном направлении и вращения относительно оси приводного элемента 1. Верхний конец штанги, шарнирно закрепленный в приводном элементе 1, снабжен шестеренкой 4, расположенной в пазу 5, выполненном в приводном элементе 1. В полости приводного элемента установлен приводной осевой элемент 6 с зубчатой нарезкой 7, взаимодействующей с шестеренкой 4, закрепленной на верхнем конце штанги и являющейся элементом шарнирного соединения штанги 2 с приводным элементом 1. Грунтосборник 3 выполнен в виде шарнирно закрепленного на конце штанги ковша с боковым расположением заборной части. Ковш снабжен плоским утяжеленным дном 8 и скошенной боковой стенкой 9, обращенной к уширяемой стенке скважины. Боковая заборная часть ковша снабжена по периметру режущей кромкой 10, а между дном и верхней стенкой ковша V-образно установлены направляющие перегородки 11, удерживающие грунт при подъеме устройства. Во избежание отклонения дна ковша от горизонтального положения ось шарнирного соединения 12 ковша со штангой расположена по центру тяжести ковша перпендикулярно боковой заборной части.

Заявляемое устройство для зачистки дна скважины используют в качестве оснастки к буровой машине при возведении буронабивных свай с уширенной пятой.

Проходку скважины производят буровой машиной с помощью шнекового бурового става на полную глубину. Далее с помощью расширителя разрабатывают уширенное дно скважины. Затем к бурового ставу присоединяют устройство для зачистки дна скважины. Погружение устройства для зачистки дна скважины осуществляют при опущенном положении штанги 2, фиксированном посредством приводного осевого элемента 6. При подаче приводного осевого элемента 6 штанга 2 отклоняется и перемещает ковш 3 в радиальном направлении, при этом ковш продолжает занимать горизонтальное положение. Двигаясь от центра к стенке скважины за счет механизма перемещения штанги и вращаясь вокруг оси приводного элемента 1, ковш собирает грунт по всей площади уширенного дна. Горизонтальное расположение ковша обеспечивает использование утяжеленного дна ковша, а также то, что ось шарнирного соединения ковша 12 со штангой 2 расположена перпендикулярно к оси, проходящей через центр тяжести ковша, и к боковой заборной части ковша. После зачистки скважины приводной осевой элемент 6 возвращают в исходное положение, устройство вынимают из скважины и освобождают от грунта.

Преимущество заявляемого устройства заключается в повышении эффективности за счет обеспечения очистки уширенного плоского дна скважины, что в свою очередь снижает затраты на использование бетонной смеси и упрощает расчет несущей способности сваи.

1. Устройство для зачистки дна скважины, содержащее приводной элемент со штангой, на нижнем конце которой закреплен грунтосборник, отличающееся тем, что штанга шарнирно закреплена в приводном элементе и установлена с возможностью перемещения грунтосборника в радиальном направлении и вращения относительно оси приводного элемента, в котором дополнительно размещен и установлен механизм перемещения штанги, выполненный на основе зубчатого зацепления, при этом приводной элемент выполнен полым, в его полости установлен приводной осевой элемент с зубчатой нарезкой, взаимодействующей с шестеренкой, закрепленной на конце штанги и являющейся элементом шарнирного соединения штанги с приводным элементом, грунтосборник выполнен в виде шарнирно закрепленного на нижнем конце штанги ковша с боковым расположением заборной части, со скошенной боковой стенкой, обращенной к уширяемой стенке скважины, и с плоским дном, ось шарнирного соединения ковша со штангой расположена перпендикулярно к оси, проходящей через центр тяжести ковша, и к боковой заборной части ковша, которая снабжена по периметру режущей кромкой, а между дном и верхней стенкой ковша установлены направляющие перегородки.

2. Устройство для зачистки дна скважины по п.1, отличающееся тем, что ковш выполнен утяжеленным.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к горной промышленности, а именно к устройствам и способам для расширения скважины. Технический результат состоит в повышении эффективности расширения скважины.

Группа изобретений относится к бурению скважин и может быть использована для их расширения, а также в процессе выполнения ремонтных работ в скважинах. Размещают в скважине компоновку инструмента, переводят ее из транспортного положения в рабочее.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности. Расширитель раздвижной содержит корпус, поршень, пружину, толкатель и шарнирно закрепленный рабочий орган.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин. Устройство для совмещенного механического и термического расширения скважин содержит электронагреватели с адсорбером, которые последовательно установлены в магистрали подвода воздуха, при этом адсорбер выполнен в виде двух вставленных один в другой и ограниченных поверхностями цилиндров разного диаметра, причем адсорбер внутренней стенкой меньшего цилиндра плотно насажен на внешнюю поверхность трубы для отвода парогазовой смеси в атмосферу, адсорбент размещен в подпружиненной кассете, свободно перемещающейся в вертикальном направлении между внутренней поверхностью большего цилиндра и внешней поверхностью меньшего цилиндра.

Изобретение относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважины в заданном интервале. Расширитель скважин содержит корпус с наклонными пазами снаружи и размещенным в нем штоком, взаимодействующий со штоком поршень, который выполнен кольцевым и размещен в камере, образованной наружной стенкой штока и внутренней стенкой корпуса, закрепленные в наклонных пазах корпуса и соединенные шарнирно посредством тяг с поршнем лапы с резцами на рабочей поверхности, и нижний переводник с внутренним сужающимся каналом, соединенный снизу с корпусом.

Изобретение относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважины в заданном интервале. .

Изобретение относится к буровой технике нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале. .

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале. .

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам, предназначенным для бестраншейной проходки скрытых переходов для прокладки трубопроводов, кабельных линий связи и электропередач, а также образования скважин под сваи при возведении фундаментов.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин. .

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для расширения ствола скважины в интервале продуктивного пласта ниже башмака обсадной колонны. Расширитель состоит из корпуса, поршня со штоком, шарнирно установленными лопастями, армированными твердым сплавом, толкателей, переводника, верхней опоры со сферической расточкой и гайкой. Переводник снабжен шпонками и сферой, установленной в сферической расточке верхней опоры, снабженной продольными пазами, обращенными к шпонкам переводника. Поршень со штоком установлен в осевом канале корпуса, перекрытом снизу гайкой, с продольными пазами под лопасти, установленные в них шарнирно на осях. Нижний конец полого штока снабжен нижней опорной поверхностью с продольными пазами, в которых на осях размещены толкатели, связанные с лопастями через шарнирные оси. Полость корпуса под кольцевым поршнем постоянно гидравлически связана радиальными отверстиями в теле полого штока с его осевым каналом, а полость над ним связана перепускным отверстием с полостью скважины. Обеспечиваются возможность расширения ствола скважины ниже башмака обсадной колонны в любой точке по глубине, возможность контроля радиальной нагрузки на породоразрушающем инструменте, возможность обеспечения промывки ствола скважины, возможность возврата породоразрушающего инструмента в транспортное положение после сброса давления в осевом канале бурильной колонны труб. 2 ил.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности. Технический результат - повышение производительности процесса расширения скважины, увеличение надежности работы оборудования и его ремонтопригодности, увеличение размеров расширения скважины. Расширитель раздвижной однолопастной включает корпус, имеющий цилиндрическую форму, а породоразрушающий инструмент, выполненный в виде симметричной, во всех направлениях, лопасти, более широкой - в центральной части, и постепенно сужающейся - к концам. Концевые части лопасти отделены от основной, средней, части пружинящими вставками, например пластинами, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси вращения лопасти. При этом концевые части лопасти изготовлены в виде половины эллипсоида вращения, имеющими вкрапления режущих элементов, в частности алмазных зерен, по всей его поверхности. Лопасть выполнена с возможностью вращения в вертикальной плоскости на горизонтальном пальце, пронизывающем корпус и лопасть в их середине. Корпус имеет два диаметрально расположенных окна в виде боковой продольной проточки шириной, равной наибольшей толщине лопасти в выдвигаемой части. Одно окно расположено выше другого так, что позволяет одной половине лопасти быть утопленной внутрь корпуса через нижнее окно, а второй части лопасти - через верхнее окно в транспортном положении. При полном выдвижении лопасти в рабочее положение через окна, она расположена перпендикулярно продольной оси корпуса. При этом нижняя поверхность средней верхней части лопасти, уложена на нижнюю поверхность верхнего окна, а верхняя поверхность средней нижней части лопасти уперта в верхнюю поверхность нижнего окна, чем лопасть фиксируется в рабочем положении. Верхняя часть корпуса имеет выемку, на конической боковой поверхности которой выполнена резьба, для соединения с колонной труб. Ниже этой резьбы, через дно выемки внутри корпуса, выполнен цилиндрический ступенчатый канал параллельно продольной оси корпуса расширителя и смещенный относительно этой оси, в широкой верхней части которого размещен поршень (12), закрываемый сверху поршневой крышкой с двумя отверстиями: малым сквозным и большим, соединенным с обратным клапаном наверху крышки. Поршень изготовлен заодно с толкателем, проходящим через узкую нижнюю часть канала и имеющим на свободном торце, соприкасающемся с верхней поверхностью лопасти, углубление, поверхность дна которого выполнена в виде дуги. Рядом со ступенчатым отверстием, параллельно ему, расположено цилиндрическое отверстие, также смещенное относительно продольной оси корпуса и предназначенное для подачи промывочной жидкости в зону обработки. 4 ил.

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале. Расширитель ствола скважины содержит центратор, корпус с центральным проходным каналом и пазами, лопасти, снабженные породоразрушающими элементами и выступами в форме зубьев, закрепленные в пазах корпуса с возможностью выдвижения, и механизм выдвижения лопастей в рабочее положение, полый вал с верхней резьбой для соединения со скважинным оборудованием, боковым отверстием и нижней втулкой, размещенный в проходном канале корпуса с фиксацией от проворота относительно корпуса, причем лопасти снабжены хвостовиками, взаимодействующими с втулкой полого вала при выдвижении лопастей в рабочее положение, и устройство для стопорения лопастей в нерабочем положении, содержащее радиально подпружиненные кольцевые сегменты. Хвостовики выполнены в виде радиальных поршней, вставленных в корпус с возможностью ограниченного радиального перемещения под действием внутреннего избыточного давления благодаря установленным изнутри кольцевым сегментам и установленным снаружи лопастям. Хвостовики выполнены с возможностью взаимодействия с полой втулкой вала через кольцевые сегменты, а кольцевые сегменты выполнены в виде продольных пластин. Обеспечивается надежность и долговечность расширителя. 4 ил.

Группа изобретений относится к горной промышленности и предназначена для бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин в грунтах. Способ заключается в том, что механически разрушают забой и удаляют продукты разрушения шнекобуровым инструментом с разрывами шнековой спирали, которому сообщают непрерывное вращательное и осевые колебательные движения с амплитудой, превышающей за один цикл колебаний длину наибольшего разрыва шнековой спирали. Шнекобуровой инструмент делят на две неравные части и помещают во внутреннее пространство колонны обсадных труб. Первую головную часть постоянной длины прикрепляют к забойной части колонны обсадных труб и перемещают вместе с ней поступательно в осевом направлении без колебательных движений. Вторую часть секционно наращивают по мере удлинения колонны обсадных труб и углубления скважины и подвижно-телескопически в осевом направлении соединяют с первой головной частью с возможностью совместного непрерывного вращательного движения и раздельных с головной частью осевых колебательных движений, а внутреннюю поверхность колонны обсадных труб сопрягают фиксированно с опорным подшипниковым узлом головной части и подвижно-поворотно - с опорными подшипниковыми узлами, размещенными в разрывах шнековой спирали. Обеспечивается повышение скорости бурения, восстановление транспортирующей способности на участке разрыва шнековой спирали в зоне опоры подшипниковых узлов при совмещении процессов транспортирования, крепления стенок скважины и предотвращения пробкообразования. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале. Расширитель скважин включает полый корпус с внутренним выступом и радиальными отверстиями. В отверстиях установлены выдвижные шарнирные режущие элементы с внутренними хвостовиками и твердосплавными зубками на рабочей поверхности. В полости корпуса размещен полый толкатель со средством присоединения к бурильной колонне и конусным фиксатором. Фиксатор выполнен с возможностью взаимодействия с хвостовиками режущих элементов для выдвижения их наружу при перемещении толкателя вниз. Толкатель выше выступа оснащен на наружной поверхности ходовой упорной непроходной резьбой. Корпус оснащен подпружиненным внутрь элементом, взаимодействующим с впадинами ходовой резьбы. Устройство стопорения режущих элементов в нерабочем положении выполнено в виде взаимодействующих при верхнем положении толкателя внутренних выступов хвостовика режущего элемента с наружным кольцевым зацепом фиксатора. Последний выполнен с возможностью выхода из взаимодействия с выступами хвостовика при перемещении толкателя вниз. Позволяет исключить износ деталей расширителя абразивными веществами, перекачиваемыми промывочной жидкостью. Позволяет производить промежуточные промывки ствола скважины. Обеспечивает полное раскрытие расширителя в рабочее положение. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для создания в породных массивах полостей, имеющих форму шара. Устройство для образования сферических расширений в скважинах включает корпус с узлом связи с приводом вращения корпуса вокруг его продольной оси, рабочие органы с наружными режущими кромками, установленные в корпусе с возможностью выдвижения за его пределы. Рабочие органы выполнены в виде упругих пластин, образующих эллипсы, совмещенные большими осями между собой и продольной осью корпуса. Наружные режущие кромки рабочих органов выполнены в виде вставок, установленных на внешних сторонах упругих пластин с возможностью сохранения формы при деформации упругих пластин. В корпусе выполнены сквозные продольные прорези, в которые введены рабочие органы. Узел связи с приводом вращения корпуса вокруг его продольной оси выполнен с возможностью ограниченного продольного перемещения внутри корпуса и для выдвижения рабочих органов за пределы корпуса образует с опорой устройства, скрепленной с концом корпуса, механизм сжатия эллипсов вдоль их больших осей. Эллипсы механически связаны с опорой и указанным узлом связи и размещены между ними. Обеспечивается уменьшение операций подготовки устройства к работе и возможность извлечения его из скважины вне зависимости от стадии формирования полости. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх